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• 从环境保护和能源综合利用的角度看，吸附 制冷是一种很有潜力的制冷方式。
• 由于研究尚未深入，其运行性能还很难与其 它制冷方式竞争。对吸附式制冷的深入研究， 以及提高其运行性能已成为迫切需要解决的 课题。
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吸附制冷工质对 ➢ 吸附剂-吸附介质（制冷剂）工质对 的选择是吸附式制冷中最重要的因素 之一 ➢ 比较成熟的吸附工质对有活性炭/ 甲醇，活性炭/氨，氯化钙/氨，沸石/ 水
16
２．吸附式制冷的原理及循环过程
冷凝器 蒸发器
发生器
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18
• 基本型吸附式制冷循环
间歇式吸附式制冷系统（太阳能制冷机） 20
吸附式制冷机及其在余热利用中的应用
前川公司 吸附式制冷样机
硅胶-水 Qf=70-352kW 热水驱动:75-70℃ 冷却水温:2933℃
冷媒水:14-9℃ COP：0.6
21
wk.baidu.com
内燃机车余热驱动 吸附式空调器 上海交大,2001
condenser
gas/air outlet adsorber
condenser
cooling air inlet
chimney
cooling air inlet
23
•分子筛-水 •4-6 kW 空调制冷量 •驾驶室与室外温差8oC •采用单个吸附器制冷与水蓄冷结合,保障连续供冷.
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2. R744制冷的应用：
1）在汽车空调中的应用； 2 ）在各种热泵中的应用，尤其是热泵热水器
方面的应用； 3 ）在复叠式制冷系统中的应用。
13.2 可有效利用低品位能源的吸收／ 吸附式制冷技术
• 能源问题和环境问题是人类发展面临的重大问题。 热能利用率约为40％，大部分以70—200度的废热 形式排放掉。我国，每年l00—200度的废热排放量 折合标准煤达上千万吨；另外，还有大量的太阳能、 地热等未能很好利用。如何回收利用这部分能量， 成为一个重要课题。固体吸附式和吸收式制冷，可 有效利用低品位能源且没有环境破坏性,受到了国内 外越来越多的关注。
7
• 高压换热器不再称为冷凝器，而称为气体冷 却器(Gas Cooler)。也称为超临界循环 (Supercritical Cycle)
• 是当前最为活跃的循环方式。
8
(3)超临界循环(Hypercritical Cycle) 超临界循环与普通的蒸汽压缩式制冷循环
完全不同:所有的过程都在临界点以上，工质 的循环过程没有相变，不能变为液态，实际上 是气体循环。
• 13.2.1 固体吸附式制冷技术 • 概述
• 固体吸附式制冷可采用余热驱动，不仅对电 力的紧张供应可起到减缓作用，而且能有效 利用大量的低品位热能。吸附式制冷不采用 氯氟烃类制冷剂，是一种环境友好型制冷方 式。
• 和蒸气压缩式制冷相比，它具有结构简单， 无运动部件，噪声低，寿命长等特点。
12
• 和吸收式制冷比较:不存在结晶和精馏问题， 适用范围广，可用于振动、倾颠或旋转等场 所。
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吸附式制冷是一种间隙式制冷方式，在用作 太阳能制冷时具有突出优点。
要将吸附式制冷实现连续制冷输出，就必须 采用二台或多台吸附器，通过多台吸附器加热 ／冷却运行状态的切换，实施不断供冷。
空调应用中也可加蓄冷器对环境做连续冷量 的输出。
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比较成熟的工质对及其使用范围
15
1. 吸附概念
根据气体-固体相互作用有无化学反应， 可分为物理吸附和化学吸附。
• 物理吸附：是气体分子在范德瓦尔力作用下向吸附 剂运动，在吸附势场作用下压缩而在吸附剂内凝聚 成液体的过程，因而也被称为范德瓦尔吸附。
• 化学吸附：吸附剂和吸附质在相互接触时发生了化 学反应，吸附剂与吸附质之间形成了化学键，要打 破化学键就需要较大的能量，因而化学吸附工质对 的解吸往往需要比物理吸附更高的解吸温度。
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(2)跨临界制冷循环(Transcritical Cycle) 与普通的蒸汽压缩式制冷循环略有不同，
压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度 也低于临界温度，循环的吸热过程仍在亚临 界条件下进行，换热过程主要依靠潜热来完 成。但是压缩机的排气压力高于临界压力， 工质的冷凝过程与亚临界状态下完全不同， 换热过程依靠显热来完成。
• 二氧化碳是最有可能适用于蒸发温度为-40— —10度的常规制冷系统中,特别是高居住密度 区。
• 与其他工质相比,二氧化碳具有全球变暖潜能 值小、臭氧层消耗指数为0；来源广泛、价格 低廉、压力比小、单位容积制冷量高（约为 传统制冷剂的5-8倍）、无毒、不燃、对常见 材料没有腐蚀性等优点。
1. 二氧化碳制冷循环
二氧化碳可以实现三种循环：
(1)亚临界制冷循环(Subcritical Cycle) 亚临界制冷循环与普通的蒸汽压缩式制冷循环完
全一样：此时压缩机的吸、排气压力都低于临界压 力，蒸发温度、冷凝温度也低于临界温度，循环的 吸、放热过程都在亚临界条件下进行，换热过程主 要依靠潜热来完成。
早年的二氧化碳循环多为亚临界循环,也被用在 低温冷冻设备所用复叠制冷系统的低温级。
第十三章
制冷技术的新发展
1.工质替代； 2.自然工质利用； 3.节能、能源综合利用、可持续能源利用。
13.1 自然工质二氧化碳
常温下，R744是一种无色、无嗅的气体。 其相对分子量为44.01，临界压力为7.37 MPa， 临界温度为31.1℃；
R744与水混合时呈弱酸性，可腐蚀碳钢等 普通金属，但不腐蚀不锈钢和铜类金属。
• 由于研究尚未深入，其运行性能还很难与其 它制冷方式竞争。对吸附式制冷的深入研究， 以及提高其运行性能已成为迫切需要解决的 课题。
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吸附制冷工质对 ➢ 吸附剂-吸附介质（制冷剂）工质对 的选择是吸附式制冷中最重要的因素 之一 ➢ 比较成熟的吸附工质对有活性炭/ 甲醇，活性炭/氨，氯化钙/氨，沸石/ 水
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２．吸附式制冷的原理及循环过程
冷凝器 蒸发器
发生器
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• 基本型吸附式制冷循环
间歇式吸附式制冷系统（太阳能制冷机） 20
吸附式制冷机及其在余热利用中的应用
前川公司 吸附式制冷样机
硅胶-水 Qf=70-352kW 热水驱动:75-70℃ 冷却水温:2933℃
冷媒水:14-9℃ COP：0.6
21
wk.baidu.com
内燃机车余热驱动 吸附式空调器 上海交大,2001
condenser
gas/air outlet adsorber
condenser
cooling air inlet
chimney
cooling air inlet
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•分子筛-水 •4-6 kW 空调制冷量 •驾驶室与室外温差8oC •采用单个吸附器制冷与水蓄冷结合,保障连续供冷.
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2. R744制冷的应用：
1）在汽车空调中的应用； 2 ）在各种热泵中的应用，尤其是热泵热水器
方面的应用； 3 ）在复叠式制冷系统中的应用。
13.2 可有效利用低品位能源的吸收／ 吸附式制冷技术
• 能源问题和环境问题是人类发展面临的重大问题。 热能利用率约为40％，大部分以70—200度的废热 形式排放掉。我国，每年l00—200度的废热排放量 折合标准煤达上千万吨；另外，还有大量的太阳能、 地热等未能很好利用。如何回收利用这部分能量， 成为一个重要课题。固体吸附式和吸收式制冷，可 有效利用低品位能源且没有环境破坏性,受到了国内 外越来越多的关注。
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• 高压换热器不再称为冷凝器，而称为气体冷 却器(Gas Cooler)。也称为超临界循环 (Supercritical Cycle)
• 是当前最为活跃的循环方式。
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(3)超临界循环(Hypercritical Cycle) 超临界循环与普通的蒸汽压缩式制冷循环
完全不同:所有的过程都在临界点以上，工质 的循环过程没有相变，不能变为液态，实际上 是气体循环。
• 13.2.1 固体吸附式制冷技术 • 概述
• 固体吸附式制冷可采用余热驱动，不仅对电 力的紧张供应可起到减缓作用，而且能有效 利用大量的低品位热能。吸附式制冷不采用 氯氟烃类制冷剂，是一种环境友好型制冷方 式。
• 和蒸气压缩式制冷相比，它具有结构简单， 无运动部件，噪声低，寿命长等特点。
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• 和吸收式制冷比较:不存在结晶和精馏问题， 适用范围广，可用于振动、倾颠或旋转等场 所。
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吸附式制冷是一种间隙式制冷方式，在用作 太阳能制冷时具有突出优点。
要将吸附式制冷实现连续制冷输出，就必须 采用二台或多台吸附器，通过多台吸附器加热 ／冷却运行状态的切换，实施不断供冷。
空调应用中也可加蓄冷器对环境做连续冷量 的输出。
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比较成熟的工质对及其使用范围
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1. 吸附概念
根据气体-固体相互作用有无化学反应， 可分为物理吸附和化学吸附。
• 物理吸附：是气体分子在范德瓦尔力作用下向吸附 剂运动，在吸附势场作用下压缩而在吸附剂内凝聚 成液体的过程，因而也被称为范德瓦尔吸附。
• 化学吸附：吸附剂和吸附质在相互接触时发生了化 学反应，吸附剂与吸附质之间形成了化学键，要打 破化学键就需要较大的能量，因而化学吸附工质对 的解吸往往需要比物理吸附更高的解吸温度。
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(2)跨临界制冷循环(Transcritical Cycle) 与普通的蒸汽压缩式制冷循环略有不同，
压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度 也低于临界温度，循环的吸热过程仍在亚临 界条件下进行，换热过程主要依靠潜热来完 成。但是压缩机的排气压力高于临界压力， 工质的冷凝过程与亚临界状态下完全不同， 换热过程依靠显热来完成。
• 二氧化碳是最有可能适用于蒸发温度为-40— —10度的常规制冷系统中,特别是高居住密度 区。
• 与其他工质相比,二氧化碳具有全球变暖潜能 值小、臭氧层消耗指数为0；来源广泛、价格 低廉、压力比小、单位容积制冷量高（约为 传统制冷剂的5-8倍）、无毒、不燃、对常见 材料没有腐蚀性等优点。
1. 二氧化碳制冷循环
二氧化碳可以实现三种循环：
(1)亚临界制冷循环(Subcritical Cycle) 亚临界制冷循环与普通的蒸汽压缩式制冷循环完
全一样：此时压缩机的吸、排气压力都低于临界压 力，蒸发温度、冷凝温度也低于临界温度，循环的 吸、放热过程都在亚临界条件下进行，换热过程主 要依靠潜热来完成。
早年的二氧化碳循环多为亚临界循环,也被用在 低温冷冻设备所用复叠制冷系统的低温级。
第十三章
制冷技术的新发展
1.工质替代； 2.自然工质利用； 3.节能、能源综合利用、可持续能源利用。
13.1 自然工质二氧化碳
常温下，R744是一种无色、无嗅的气体。 其相对分子量为44.01，临界压力为7.37 MPa， 临界温度为31.1℃；
R744与水混合时呈弱酸性，可腐蚀碳钢等 普通金属，但不腐蚀不锈钢和铜类金属。